华南埃迪卡拉系陡山沱组生物地层学研究取得新进展

中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队成员与美国弗吉尼亚理工大学的合作者,对记录了埃迪卡拉纪刺饰疑源类早期演化过程的华南陡山沱组进行了长期系统的研究,其中一项工作于2021年1月11日发表在《前寒武纪研究》(Precambrian Research)上。

对国际地层委员会前寒武纪划分参考方案的简介及评述

国际地层委员会最近公布了 2 0 0 4年全球地质年代表 ,并专门讨论了 2 0 0 4～ 2 0 0 8年前寒武纪划分参考方案。参考方案指出“应该根据唯一客观的物理标准——现存的岩石记录 ,对前寒武纪地质年表重新进行界定。前寒武纪的地层界线应标定于地层记录中的关键事件或转变点上 ,以突出反映地球系统演化的巨变。文中建议采用类似显生宙地层研究过程中所使用的“金钉子”法来确定前寒武纪界线。由于该文将对前寒武纪划分和整个前寒武纪研究工作带来重大影响 ,因此本文首先介绍了《参考方案》中有关前寒武纪划分原则和具体划分方案的新思路 ,对《参考方案》中值得商榷的问题进行了初步讨论 ,并对我国前寒武纪年代表制定中有关重点提出了建议。

皖南地区埃迪卡拉系皮园村组微体和宏体化石--兼论埃迪卡拉纪-寒武纪界线

国际上寒武纪的开始以遗迹化石Treptichnus pedum的首次出现为标志,我国南方通常以小壳化石的出现或者疑源类Asteridium-Comasphaeridium-Heliosphaeridium化石组合的出现作为前寒武纪-寒武纪界线。由于化石保存的不完整性,仅仅依靠寒武纪化石的首现来确定埃迪卡拉纪-寒武纪界线可能导致其层位偏高,因此需要利用界线之下的埃迪卡拉纪化石对界线进行进一步限定。皖南地区的埃迪卡拉纪-寒武纪界线一直被厘定在皮园村组硅质岩和荷塘组底部磷块岩或黑色页岩交界处,这一划分主要是根据岩石地层的证据和邻区的生物地层资料,但是皮园村组本身缺乏直接的生物地层学资料。为了进一步确定皖南地区的埃迪卡拉纪-寒武纪界线和皮园村组的沉积年龄,系统研究了皖南休宁蓝田剖面皮园村组中的微体化石组合,在皮园村组中发现了埃迪卡拉纪化石Horodyskiacf.minor、Palaeopascichnus cf.jiumenensis、Palaeopascichnus sp.,以及未定名的纺锤状化石和球形化石。Palaeopascichnus在全球范围的埃迪卡拉纪地层中都有发现,且其仅仅局限在埃迪卡拉纪的晚期。在华北地台西缘的正目观组板岩和华南留茶坡组硅质岩曾报道有Horodyskia minor,H.moniliformis?(有可能为H.minor的同物异名),Palaeopascichnus minimus,P.meniscatus,和P.jiumenensis。在皖南Palaeopascichnus cf.jiumenensis和Palaeopascichnus sp.出现在皮园村组硅质岩的中上部,Horodyskiacf.minor一直延伸到皮园村组的顶部,说明由生物地层所划分的埃迪卡拉纪-寒武纪界线与皮园村组-荷塘组岩石地层的界线基本上是一致的。

四川南部埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期碳同位素地层学再研究

扬子台地作为中国埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期地层研究的重要区域,已经建立起一套较为完整的生物地层序列。然而,扬子台地寒武系下部地层的划分和对比目前依然存在一些困难和争议。在生物地层尚未得到很好限定的情况下,使用非生物地层标准,特别是碳同位素异常事件作为辅助标准来划分和对比寒武系下部地层值得尝试。本文选择四川南部乌斯河大桥剖面与范店剖面的灯影组和麦地坪组开展碳同位素地层学研究,结果显示乌斯河大桥剖面碳同位素值自下而上在稳定正值后,在麦地坪组底部出现了一次显著的负异常事件,由0左右快速降至-3.86‰;而范店剖面碳同位素值自下而上在稳定负值后,在麦地坪组上段出现了一次正异常事件,由-1.12‰左右快速升至3.43‰。在小壳化石生物地层学框架下,通过与扬子台地内其他地区寒武系下部典型剖面的碳同位素变化曲线进行对比后发现:乌斯河大桥剖面麦地坪组底部的碳同位素负异常事件为BASE事件;范店剖面麦地坪组上部碳同位素正异常的底部与Watsonella crosbyi首现点一致,是ZHUCE事件的可靠记录。本研究不仅补充了该地区碳同位素化学地层信息,也为认识扬子台地不同地区间寒武系下部地层发育差异与地层划分对比提供了有价值的证据。此外,通过综合分析华南、西伯利亚、蒙古和摩洛哥四个地区的经典剖面的同期地层碳同位素曲线与相关化石记录及同位素年龄的关系,本文认为碳同位素事件BACE与ZHUCE具有全球可对比性。虽然全球小壳化石的首现与BACE事件底部负异常的开始点不完全一致,但在有一定生物地层限定的情况下,结合同位素年龄, BACE事件可以作为寒武系底界对比的标志。而在大部分地区, ZHUCE事件底部与Watsonella crosbyi首现点一致,具有作为寒武系纽芬兰统第二阶地层划分对比辅助标准的潜力。

扬子陆块震旦纪—寒武纪之交的地壳伸展作用:来自沉积序列与沉积地球化学证据

震旦纪(埃迪卡拉纪)—寒武纪之交(SCB)是华南裂谷盆地到被动大陆边缘盆地演化的重要转折期,也是华南古生代最重要的烃源岩发育时期。铜仁坝黄SCB附近的沉积序列和沉积地球化学研究表明,该时期沉积具有热液活动和缺氧沉积的双重特征,并伴有火山活动,结合区域地质调查成果,作者提出了地壳伸展—差异升降—热液上升(伴随火山活动)—快速海侵(伴随上升洋流)—缺氧事件复合沉积动力学模式。即在伸展构造背景下,热液上升伴随着火山作用,在扬子东南缘发育了广泛的硅质岩沉积;持续的拉张,出现了强烈的差异沉降,促使台地相区进一步隆升剥蚀、而在斜坡和陆棚相区硅质岩持续发育;扩张晚期,海平面快速上升,在火山活动、热液流体和生物爆发共同作用下,进一步加剧了海底缺氧,使得有机质大量埋藏和保存。因此,早古生代第一套区域性优质烃源岩是区域伸展构造背景下被动大陆边缘盆地形成早期的产物。

三峡地区岩家河埃迪卡拉系-寒武系界线剖面碳同位素地层学研究

湖北宜昌三峡地区埃迪卡拉系-寒武系界线位置尚存争议,跨越这一界线的岩家河组地层的分段工作也缺乏统一的意见。对岩家河剖面开展岩相学和碳同位素地层学研究,揭示其碳同位素演化可与扬子板块内滇东北老林剖面和肖滩剖面对比,即自下而上在该界线附近存在一个大的δ13C负漂移、一个稍小的δ13C负漂移和一个大的δ13C正漂移。结合该剖面小壳化石首次出现的层位位于碳同位素大的负漂移之上的生物地层学证据,建议将埃迪卡拉系-寒武系界线置于δ13C大负漂移顶部和小壳化石出现层位的底部。埃迪卡拉系-寒武系界线附近的这一负漂移具有全球对比性,可作为三峡地区乃至全球范围内埃迪卡拉系-寒武系界线划分的标志之一。此外,根据碳同位素演化、岩石地层学和小壳化石资料以及与板块内滇东北地层剖面的对比,将岩家河剖面岩家河组划分为3段,它们分别相当于滇东北的朱家箐组的待补段、中谊村段和大海段。

罗布泊地区第四纪岩石地层、磁性地层和气候地层

罗布泊地区的AK1孔,是目前为止该区唯一的、最深的钻孔,深465.55m。依据AK1孔的岩性特征、热释光年龄、古地磁极性倒转、磁化率变化和Fe2O3含量的研究,将该地区第四纪地层划分如下:全新世为灰色—浅灰绿色色系,与晚更新世的界线划在深8.80m处,年龄值为11.5kaBP;晚更新世为杂色色系,与中更新世的界线在牙买加反向极性亚带的底界面上,深66.25m,年龄值为0.20MaBP;中更新世为褐黄色—土黄色色系,与早更新世的界线划在布容正向极性带—松山反向极性带的界面上,深235.00m,年龄值为0.73MaBP;早更新世为灰色色系,与上新世的界线在松山反向极性带—高斯正向极性带的界面上,357.50m深,年龄值为2.48MaBP;上新世为土黄色与灰色交替色系,顶部为厚8.78m的土黄色粘土层,与下更新世底部厚25.27m的灰色粗砂和含砾粗砂层相接,界限清晰。本区第四纪岩石地层、磁性地层和气候地层的底界,完全一致。因此,它是一条具有全球等时性的界线,可用以与世界其他地区的第四纪地层进行对比。

穿越前寒武纪——记西北大学地质学系副主任华洪教授

"古生物其实并不像大家认识的那样,只是一个时间的标签。随着研究的进展,我们越来越发现,古生物本身是对环境的一个很好的反馈。换句话说,我们可以通过古生物的面貌去反溯当时环境的变化。"华洪说。追根究底,华洪所专注的事业,让他更像是一个时空穿越者。透过古生物这一媒介,他穿梭在前寒武纪的洪荒里,探索着过去那个遥远的未知世纪。